(高清版)GBT 42845.1-2023 微细气泡技术 微气泡的表征 第1部分：粒径指数的离线评估

微细气泡技术微气泡的表征国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会1 Ⅲ 1 1 1 24.1样品要求 24.2取样及测量系统要求 25测量设备 2 2 27.1通则 27.2系统构造 37.3组件布局 37.3.1装载管开口位置 37.3.2测量设备的位置 4 47.4.1通则 47.4.2储存容器的配置要求 47.5装载管 47.5.1装载管的内径 47.5.2装载管长度 47.5.3装载管的曲率 47.5.4表面粗糙度 47.5.5装载管材料 47.5.6装载管的防震 47.6装载泵 47.6.1通则 47.6.2流量(流速) 5 57.8有壳微气泡取样前/取样时的分散 5 69数据采集 6Ⅱ9.1通则 6 7 7 7 79.6设备校准和溯源 79.7不确定性评价 7 7 710.2空白水样留存 711测试报告 7附录A(资料性)3种测量技术比较实例 9 B.1流量与管长 B.3导管材料 附录C(资料性)使用动态图像分析测量无壳微气泡实例 C.1取样及测量系统 C.3数量浓度 C.4测量结果示例 附录D(资料性)方法重复性实例 附录E(资料性)减去空白样的校正数据实例 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T42845《微细气泡技术微气泡的表征》的第1部分。GB/T42845已经发布了以本文件修改采用ISO21910-1:2020《微细气泡技术微气泡的表征第1部分：粒径指数的离线本文件与ISO21910-1:2020相比做了下述结构调整： 调整附录A为附录C,附录C为附录E,附录E为附录A。本文件与ISO21910-1:2020的技术差异及其原因如下： 增加了规范性引用文件GB/T41914.1(见第3章),以提高可操作性； 测试报告中增加了本文件编号和所参考的测量方法(见第1水处理工程(包含给水和污水)、农业和水产养殖以及生物医药等领域。这目前已经开发了多种测量技术来评估微气泡的特性并广泛应用于各个领——第1部分：粒径指数的离线评估。目的在于确立一种微气泡粒径指数的评价方法。1本文件描述了微气泡分散体系中微气泡粒径指数的评估方法以及从微气下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文GB/T41914.1微细气泡技术微细气泡使用和测量通则第1部分：术语(GB/T41914.1一GB/T41914.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。系列测试过程所需时间，前提是微气泡粒径指数和/或气泡数量浓度指数在全过程中维持相对稳23取样及测量系统的基本信息见7.2～7.7。测量系统设置的影响见附录B。45GB/T42845.1—2023力下排出样品/吸液。宜尽可能减小装载泵的震动，以防止对结果造成影响。装载泵可包含减震设7.6.2流量(流速)装载泵的流速宜慢，以防止造成微气泡变形或聚结。根据流量计算公式，若雷诺数大于2300,流动状态将从层流变为湍流。雷诺数宜小于1150。雷诺数按照公式(1)计算：式中：Re——雷诺数；v——流速，单位为毫米每秒(mm/s);d——装载管的内径，单位为毫米(mm);虽然流量下限可由装载管的内径和长度决定，但流量宜大于25mL/min以便于及时测量(见B.1)。7.7保留时间保留时间按照公式(2)计算：式中：RT——保留时间，单位为分(min);d——装载管内径，单位为毫米(mm);l——测量设备的装载管长度(包括内管),单位为毫米(mm);q——从微气泡在储存容器内生成或分散到测量设备检测点的流量，单位为毫升每分(mL/min)。在测量直径大于或等于10μm的不带壳微气泡时，保留时间是最重要的参数。为便于及时测量，保留时间应小于或等于5s。也可设置多个时间间隔，如5s、10s、15s,以揭示微气泡的行为特征。动态图像法测量无壳微气泡不同保留时间气泡粒径的实例见附录C。7.8有壳微气泡取样前/取样时的分散有壳微气泡在取样前/取样时应保持均匀分散。可使用磁力搅拌机均匀分散微气泡。取样前/取样时的分散系统见图2。6图2取样前/取样时的分散系统(侧视图)应按以下测量步骤进行：a)在储存容器中，通入生成的无壳微气泡，或分散有壳微气泡，直至分散均匀；b)将均匀分散后的微气泡用装载管吸入测量设备的流通池；c)设定保留时间；d)在生成过程中，重复测量微气泡至少5次；e)测量空白样的微气泡。9数据采集9.1通则所有数据都宜进行统计汇总。789(资料性)3种测量技术比较实例该示例为三种不同的测量技术的比较示例。该试验在相同条件下进行，使用相同的微气泡发生装置，保留时间为5s。动态图像分析法、激光衍射法和消光液载粒子计数器法的测量结果见表A.1。三数量浓度/(个/mL)(资料性)测量系统设置的影响B.1流量与管长该示例为使用激光衍射法测量不同流量下微气泡粒径分布的比较示例。调整流量和管长以保证达到相同的保留时间。流量过大或导管过长会减少微气泡数量并增大微气泡粒径。不同流量设定比较示例见表B.1,粒径分布和流量关系见图B.1。表B.1不同流量设定比较示例条件1体积流量q/(mL/min)速度V/(mm/s)管长l/m°管径d/mm4保留时间RT/s55由体积流量和管径计算得到。根据保留时间进行调整。图B.1粒径分布和流量关系B.2管径与管长该示例为使用不同管径的导管测量微气泡粒径分布的比较示例。调整管径与管长以保证达到相同的保留时间与流量。管径过小和导管过长会减少微气泡数量。管径与管长设置比较示例见表B.2,粒径分布见图B.2。表B.2管径与管长设置比较示例条件5管径d/mm24雷诺数Re速度V/(mm/s)体积流量q/(mL/min)保留时间RT/s55由公式(1)计算得到(见7.5.1)。0图B.2粒径分布B.3导管材料该示例为使用不同管材的导管测量微气泡粒径分布的比较示例。一种是带负电荷的PFA(与无壳微气泡带同种电荷),另一种是带正电荷的聚酰胺。后者会导致微气泡数量减少。不同管材的比较示例见表B.3,不同管材条件下的粒径分布见图B.3。表B.3不同管材的比较示例聚酰胺电荷负电荷正电荷图B.3不同管材条件下的粒径分布(资料性)C.1取样及测量系统该取样及测量系统包括了微气泡发生装置、储存容器和测量设备，其测量原理为动态图像分析C.2试验步骤b)利用装载管将均匀分散后的微气泡吸入测量设备的流通池。yyP标引序号说明：Y图C.3保留时间与粒径分布关系表C.110μm～100μm范围内微气泡平均粒径或峰值粒径与保留时间的关系保留时间/s5(资料性)表D.1为验证重复性的测量结果，测量方法为动态图像分析法(见图C.1)。每个实验在相同条件12345(资料性)减去空白样的校正数据实例该示例为使用动态图像分析法测量并减去空白样的校正数据实例。测量结果如表E.1所示。微气泡分散体系A的测量结果中可能含有固体颗粒污染物。空白样B是给定条件下将微气泡分散体系放置1d所得。微气泡分散体系A的测量值减去空白样B的测量值得到校正后的数据。详见表E.1和图E.1。样品数量浓度/(个/mL)注1:该示例测量结果在保留时间为5s条件下测得。注2:数浓度根据每次测量的校准曲线计算得出。YY4E+02-图E.1微气泡分散体系与空白样的粒径分布比较[1]GB/T3505—2009产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法术语、定义及表面结构[2]GB/T41914.2微细气泡技术微细气泡使用和测量通则第2部分：微细气泡属性分类[3]GB/T42843.1—2023微细气泡技术